Application des cycles Organiques (ORC) en génération électrique sur un four de fonderie et en cogénération. Pierre du BARET

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1 Application des cycles Organiques (ORC) en génération électrique sur un four de fonderie et en cogénération Pierre du BARET

2 Les cycles organiques de Rankine - ORC Cycle thermodynamique dérivé du cycle vapeur. Dans ce cyle l eau est remplacée par un fluide issu de la chimie du carbone (réfrigérant). Répond aux insuffisances du cycle vapeur dans la transformation de la chaleur basse température (<300 C) ou puissance (< 20MWth). William Rankine 2

3 CYCLE VAPEUR vs CYCLE ORC COURBE TEMPERATURE- ENTROPIE VAPEUR D EAU COURBE TEMPERATURE ENTROPIE FLUIDE ORGANIQUE 3

4 les ORC s appliquent à la plupart des industries de base : ACIER, CIMENT, VERRE mais aussi INCINÉRATION DES BOUES ET DÉCHETS MÉNAGERS Et encore ÉCHAPPEMENTS MOTEURS, TURBINES à gaz En bref TOUT REJET GAZEUX >200 C et liquide > 150 C 4

5 PROJET ORCHID chez FMGC Chauteaubriant - 44 La FMGC doit refroidir ses fumées pour les filtrer sans risquer de brûler les manches du filtre. Elle utilise un échangeur fumées/fluide caloporteur et refroidit ce fluide à l aide d aéro-réfrigérants. Après une 1ère récupération (réchauffage air de combustion) les fumées doivent passer de 450 C à moins de 200 C à l entrée du filtre. Cubilot 25t/h énergie dissipée = 5 MWth 5

6 Copyright Enertime Ingénierie d intégration ORC-Procédé 6

7 Les centrales ORC sont pré-assemblées sur châssis et demandent peu de GC et d espace sur site Copyright Enertime 7

8 Installation sur site = 1 à 2 mois y.c. raccordements Copyright Enertime 8

9 Turbine 1MWe + Génératrice asynchrone Copyright Enertime Investissement total env:1,9m Module yc aéro-cond : 1,5M Raccordements mécanique et électriques (20kV), GC et divers : 0,4M Rendement brut : 16,3% Rendement net : 13,9 % 9

10 Exploitation simple et supervision distante ORCHID est suivi et contrôlable à distance depuis tout PC (ou smartphone) connecté à internet. Production électrique en 440V, 690V, 5,kV ou 20kV selon besoins. Chez FMGC, étape de transformation en 20kV et injection sur sous station principale. Copyright Enertime 10

11 Module pilote en fonctionnement depuis 2012 Potentiel de production max 8000h à pleine charge = 60 /MWh = 400k => payback = 5ans Potentiel sur procédé discontinu variable: 5000h à charge moyenne 70% => 2975 MWh = 178 k Un dimensionnement optimisé est clé! Des C2E et un tarif aussi! Copyright Enertime 11

12 L ORC une solution performante pour la cogénération biomasse ou chaleur récupérée: illustration par le cas SERM montpellier Chauffage/climatisation de m2 : logements, bureaux, centre com, clinique, boucle 90 C - 60 C / conversion froid par Groupe à absorbtion en pied d immeuble 12

13 Principe du Cycle Organique de Rankine appliqué à Montpellier - SERM Copyright Enertime La chaleur peut aussi venir de fumées ou excédent de vapeur /ESr 13

14 Implications à Montpellier : CYCLE VAPEUR D EAU Un à cinq ETP Dfficulté àgérer une demande faible ou très fluctuante => arrêts plus longs Traitement d eau complet et exigence d un dé-aérateur Montage sur site long et coûteux Réducteur mécanique ORC SERM MONTPELLIER Exploitant < 0,1 etp Capacité à gérer dde très fluctuante (régulation simple) ou très faible. Simple assainissement d eau sur chaudière ES Pas de montage sur site installation en 4 semaines Pas de réducteur 14

15 La simplicité d installation en images Copyright Enertime Module livré installé : 1,4 M (hors raccordements) Production élec nette: 10 % de la charge thermique en entrée de module si production thermique requise à 90 C. Production élec nette 13,9% de la charge thermique si production d eau à 45 C. Efficience globale eau 90 C + élec > 95%. La chaleur peut constituer un levier décisif pour les projets : gisement thermique de 5.5MW x 5000h = MWh th si vente de 30% à 20 /MWh = 165k + 150k d élec = 365k 15

16 Dimensions: 12m x 2,5 X 4,5 poids: 34t. Alimentation 5,5MWth, C Production: 500kWe nets 4,8MWth 90 C Copyright Enertime 16

17 ORC en Incinération Bientôt un ORC Enertime de 2MWe pour le Syvedac Suez Caen Copyright Enertime 17

18 Bénefices des Cogés ORC pour les industriels et collectivités Permet d envisager le déploiement de cogénérations sur des tailles de réseaux beaucoup plus faibles dès 1 ou 2 MWth récupérés (200 C). NB Aide du Fonds Chaleur Limite les délais de mise en œuvre et les coûts d exploitation. L échelle réduite permet de fonctionner avec des ressources chaleur locales et d intégrer l installation dans un milieu urbain ou résidentiel Les solutions ORC Enertime sont en simple déclaration et contrôle ICPE 18

19 Verrous à lever Potentiel 140MWe (Ademe) verrouillé par prix élec. marché (27 /MWh actuellement) Les ORC sont rentables à /MWh selon taille avec une qualité d élec supérieure à l éolien Les C2E peuvent aider mais sera insuffisant chez les életro-intensifs. Pourquoi pas un dispositif type Fonds Chaleur pour l élec? La cogé peut aider mais les cas sont rares Une offre sous forme de services d efficacité énergétique émerge mais ne pourra se passer d une forme d incitation. 19

20 MERCI POUR VOTRE ATTENTION! enertime.com / Rue du Moulin de Bruyères Courbevoie - France